JPH0759945B2 - シール装置 - Google Patents

シール装置

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JPH0759945B2
JPH0759945B2 JP63272862A JP27286288A JPH0759945B2 JP H0759945 B2 JPH0759945 B2 JP H0759945B2 JP 63272862 A JP63272862 A JP 63272862A JP 27286288 A JP27286288 A JP 27286288A JP H0759945 B2 JPH0759945 B2 JP H0759945B2
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フランク、モーン
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
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  • Specific Sealing Or Ventilating Devices For Doors And Windows (AREA)
  • Seal Device For Vehicle (AREA)
  • Packages (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は空間内において往復動する部材を空間に対して
封止するためのシール装置に関する。
(従来の技術) 空間内において往復動する部材を一側で高圧な流体、他
側を低圧な流体で押圧するようにした技術手段は知られ
ているが、往復動する部材の両側の流体の圧力に差があ
ると、往復動する部材と空間壁との間からの漏れが生
じ、高圧の流体が低圧の流体に流れ込んでしまうことが
あり、この現象は流体の圧力差が大きいと顕著である。
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、往復動する部材と空間壁との間からの
漏れは低圧の流体を高圧の流体で汚したり、低圧の流体
と高圧の流体が混合したりする。たとえば高圧側流体に
研磨剤が含まれている場合においては、低圧側流体に連
通する部材を保護するために、高圧側流体への混入を防
ぐ必要がある。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、空間内に
おいて往復動する部材を空間に対して確実に封止し、低
圧の流体と高圧の流体の混合や高圧の流体の漏れをなく
すようにしたシール装置を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明のシール装置は、駆動部と被駆動部とを有し空間
内で往復動する部材と、この空間との壁面と往復動する
部材の間をシールするシール部材と、上記往復動する部
材を動かすための作動装置とを有し、空間内に配置した
往復動部材の一側には第一圧力が加わり、他側には第二
圧力が加わり、第一圧力は第二圧力より大きく設定さ
れ、上記往復動部材の往復動する間に駆動部と被駆動部
の間に位置する室に流体圧を発生させる装置を設け、こ
の室の流体圧をシール部材に作用する第一圧力より大き
く設定し過圧部を形成するように構成される。
上記流体圧発生装置は、過圧室と第二流体とを結ぶ通路
を備え、この通路に第二流体を過圧室に流すように作用
する一方向バルブを配置すると効果的である。好ましく
は通路は駆動部を介して往復動する部材に延びている。
上記シール装置では、往復動部材の駆動部の被駆動部に
対する運動は、たとえば往復運動のストロークの初期の
段階で行われ、かかる運動により圧力室に過圧が発生す
る。
さらに弾性偏位装置は、往復動部材の駆動部と被駆動部
との間に作用し、駆動部の被駆動部に対する運動が、少
なくとも一方向の往復運動で弾性偏位装置を偏位させ
る。
弾性偏位装置は、たとえば駆動部と被駆動部の間で作用
する機械的スプリングや駆動部と被駆動部間で作用する
弾性的ダイヤフラムである。
駆動装置としてはリニアモータ形式のものがよく、この
場合には往復動部材がロータで空間壁がスタータとな
る。往復動部材および空間壁にはそれぞれコイル装置が
設けられ、これらコイル装置はを有し、ロータとスター
タの関係を持つ。
好ましくは往復動部材の駆動部は、環状部分を有し、こ
の環状部分が被駆動部の少なくとも一部の回りに延びて
いる。駆動部は全体として環状をなし、被駆動部はヘッ
ド部をステム部より大径とし、ステム部の回りに駆動部
が延びている。
この様な形態のシール装置では、弾性装置はステム部の
回りに延びるヘリカル圧縮ばねであり、駆動部の一端面
と被駆動部のヘッド部端面との間で作用する。そのため
駆動部の初期運動は被駆動部のヘリカル圧縮ばねの偏位
の運動を含む。反対方向の往復運動は、駆動部の反対側
の端面を被駆動のステム部の肩部に係合させる。
被駆動部がヘッド部とステム部を有する場合には、シー
ル装置は空間壁に面するヘッド部の周面に位置される。
往復動する機構の他の形態としては、駆動部が環状部を
備え、この環状部と空間部との間にd¥.装置が配置さ
れる。環状部の一端を横切って延びる部分には空所が形
成され、この空所内に被駆動部の少なくとも一部が挿着
される。この形態のものでは、空所内の開口端に近い部
位で駆動部と被駆動部と間に弾性的ダイヤフラムが配設
されている。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面につき説明する。
第1図において符号10はピストン状をなす駆動部であっ
て、このピストン10はシリンダ壁によって断面円形をな
すシリンダ20内に摺動自在に配置されている。上記ピス
トン10はヘッド部12とステム部14とを有し、ヘッド部12
の外径はステム部14の外径より大きく設定され、これに
よりヘッド部12に環状端面13が形成されている。そして
環状シール30がピストン10のヘッド部12の外面に設けた
溝31に装着され、はシリンダ20との間のシール部を形成
している。ピストン10の大径端面の区域A1には第1の液
圧P1が作用し、ピストン10の小径端面の区域A2には第2
の液圧P2が作用する。上記ピストン10のステム部14の端
部には環状フランジ16が設けられており、この環状フラ
ンジ16の内側すなわちピストン10のヘッド部12側の面に
環状部17を形成している。
一方上記ピストン10のステム部14の回りには、環状駆動
部70が配設されている。環状駆動部70は、ピストン10の
ヘッド部12と環状フランジ16の環状肩部17との間で可動
であり、ヘッド部12の環状端面13と環状駆動部70の端面
72との間に配置したコイルばね40により環状駆動部70が
ピストン10から離れる方向に付勢されている。環状駆動
部70の外面73に設けた溝33には第一シールリング32が装
着されていて、環状駆動部70とシリンダ20との間のシー
ル部を形成している。またピストン10のステム14の外面
に設けた溝35には第二シールリング34が装着されてい
て、ステム部14と環状部70内面74との間のシール部を形
成している。
上記環状駆動部70は、リニアモータとしてのロータを構
成し、このためにモータのロータ巻線部50が設けられて
いる。モータのスタータはシリンダ20に設けた図示しな
いスタータ巻線部により構成されている。
上記環状駆動部70は、端面71から端面72まで軸方向に延
びる通路76を備え、この通路76にはチェックバルブ60が
配置されている。このチェックバルブ60は通路に形成し
た座部64に対して圧縮ばね63によって偏位されている。
つぎに作用を説明する。
往復動する部材に液圧P1およびP2が作用した状態におい
て、第二流体が通路76に流れ込むと、チェックバルブ60
が開き、その第二流体はピストン10のヘッド部12の環状
端面13と環状駆動部70の端面72との間に形成された過圧
室に流れ込む。この第二流体によって発生する圧力がコ
イルばね40のばね力より小さい値であれば、液圧P1と液
圧P2は等しい値である。リニヤモータの作動により環状
駆動部70が第1図で下方に動くと、環状駆動部70とピス
トン10の相対運動の初期のストロークは環状駆動部70の
端面71がピストン10のステム部14に設けた環状肩部17に
当接するまで行われる。リニヤモータによる環状駆動部
70のこれ以上の運動は、ピストン10を駆動部と同じ方向
に動かす。この運動の間、第二流体が通路76を通って流
れ、過圧室は第二流体で満たされることになる。
環状駆動部70の運動方向が逆転する時には、環状駆動部
70とピストン10の相対運動は、コイルばね40のばね力に
抗して行われる。環状駆動部70の上昇運動は、過圧室内
に圧力Pcを発生する。この圧力Pcは環状シール30の圧力
P2側のみに作用する。これにより環状シール30の回りの
流体圧は過圧Pc−P1となる。
すなわちピストンステム部14の自由端区域は、A2に等し
いので、 Pc=(P1A1−P2A2)/(A1−A2) しかして圧力Pcは常に圧力P1より大きく、圧力P1は圧力
P2より大きい値に保たれる。
第2図は本発明の他の実施例を示し、このシール装置は
ピストン110によって構成される往復動部材と、プラン
ジャー180と、ダイヤフラム140と、円形断面のシリンダ
壁120ニより形成されるシリンダとを有している。ピス
トン110の外面に設けた溝133,134には環状シール131,13
2が装着されていてピストン110とシリンダ壁120の間の
シール部を形成している。
上記ピストン110は、中央部に断面円形の凹部を備え、
この凹部は2段となっている。外側部113は内側部114よ
り大径である。凹部の内側部114にはプランジャー180が
装着されている。このプランジャー180と凹部の内側部1
14の間には環状シール135が配置されている。この環状
シール135はたとえば凹部の内側部114に設けた環状溝13
5に装着されている。またプランジャー180の外端に設け
たフランジ182はダイヤフラム140の凹部に対応した形状
をなしていて、フランジ182にダイヤフラム140が装着さ
れるようになっている。上記ダイヤフラム140の外面に
設けた環状リブ141は凹部の外側部113に設けた環状溝11
5に挿着される。
上記凹部の外側部113の内側から環状シール131と環状シ
ール132の間に位置する環状空間まで半径方向の通路116
が延設されている。またピストン110内に設けた通路117
は、外側部113の内端から内側部114の内端まで延びてい
る。この通路117には、チェックバルブ160が配置されて
いる。このチェックバルブ160は圧縮ばね162二より座部
161に対して偏位している。凹部の内側は長手方向に延
びる孔118を介して圧力P2の区域に連通されている。
上記ピストン110はロータコイル150を備えてリニアモー
タのロータを構成したいる。シリンダ壁120には図示し
ないステータコイルが配設されている 上記ピストン110においても第1図に示すように端面区
域A1は第一圧力P1にさらされ、プランジャー180の内側
は第二圧力P2にさらされている。
この実施例の作用は第1図に示す装置と同様であり、通
路117および孔118を通って第二流体がダイヤフラム140
の下側で凹部の外側部113内に位置する過圧室に導か
れ、この過圧室の圧力Pcは半径方向の孔116を介して環
状シール131に伝えられる。
リニアモータが作動すると、駆動部としてのピストン11
0の往復動により被駆動部としてのプランジャー180が動
き、ダイヤフラム140を弾性変形させ、この結果圧力Pc
=(P1A1−P2A2)/(A1−A2)となる。圧力Pcは常に圧
力P1より大きく、圧力P1は圧力P2より大きい順に保たれ
る。この圧力Pcは環状シール131の圧力P2の側のみに作
用する。これにより環状シール30の回りの流体圧は過圧
Pc−P1となる。
なお上記リニアモータをロッドを駆動部70に連結した形
式のロッドアンクランク駆動装置に変更できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるシール装置の要部断面図、第2図
は本発明の他の実施例を示す図である。 10……往復動部材、12……ヘッド部、14……ステム部、
20……空間の壁面、30……シール部材、40……コイルば
ね、50……作動装置、60……チェックバルブ、70……駆
動部、P1……第一液圧、P2……第二液圧。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動部と被駆動部とを有し空間内で往復動
    する部材と、この空間の壁面と往復動する部材の間をシ
    ールするシール部材と、上記往復動する部材を動かすた
    めの作動装置とを有し、空間内に配置した往復動部材の
    一側には第一圧力が加わり、他側には第二圧力が加わ
    り、第一圧力は第二圧力より大きく設定され、上記往復
    動部材の往復動する間に駆動部と被駆動部の間に位置す
    る室に流体圧を発生させる装置を設け、この室の流体圧
    をシール部材に作用する第一圧力より大きく設定し過圧
    部を形成したことを特徴とするシール装置。
  2. 【請求項2】流体圧を発生させる装置が往復動する部材
    の駆動部と被駆動部の相対運動を生じさせる装置と圧力
    室と第二流体とを結ぶ通路とこの通路に設けた一方向バ
    ルブとを有することを特徴とする請求項1記載のシール
    装置。
  3. 【請求項3】相対運動が往復動する部材のストロークの
    最初の部分で行われることを特徴とする請求項2記載の
    シール装置。
  4. 【請求項4】通路が往復動する部材の駆動部を介して延
    びていることを特徴とする請求項2または請求項3記載
    のシール装置。
  5. 【請求項5】弾性偏位装置は往復動する部材の駆動部と
    被駆動部の間で作用し、駆動部の被駆動部に対する運動
    は少なくとも一方向における往復動の間に弾性偏位装置
    を偏位させることで行うことを特徴とする請求項2ない
    し請求項4のいずれか1項記載のシール装置。
  6. 【請求項6】弾性偏位装置が往復動する部材の駆動部と
    被駆動部の間で作用する機械的ばねであることを特徴と
    する請求項5記載のシール装置。
  7. 【請求項7】弾性偏位装置が往復動する部材の駆動部と
    被駆動部の間で作用する機械的ばねであることを特徴と
    する請求項5記載のシール装置。
  8. 【請求項8】往復動する部材の駆動部が被駆動部の少な
    くとも一部の回りに延びる環状部であることを特徴とす
    る請求項1ないし請求項7のいずれか1項記載のシール
    装置。
  9. 【請求項9】被駆動部がヘッド部とステム部を有し、ヘ
    ッド部の外径はステム部の外径より大きく、環状駆動部
    の一部がステム部の回りに延びていることを特徴とする
    請求項8記載のシール装置。
  10. 【請求項10】シール部材がヘッド部とこのヘッド部に
    隣接した空間壁面の間で作用することを特徴とする請求
    項9記載のシール装置。
  11. 【請求項11】駆動部が環状部の一端を横切って延び凹
    部を形成する部分を有し、この凹部に被駆動部の少なく
    とも一部が位置することを特徴とする請求項8記載のシ
    ール装置。
  12. 【請求項12】駆動部と被駆動部とを有し空間内で往復
    動する部材と、この空間の壁面と往復動する部材の間を
    シールするシール部材と、上記往復動する部材を動かす
    ための作動装置とを有し、空間内に配置した往復動部材
    の一側には第一圧力が加わり、他側には第二圧力が加わ
    り、第一圧力は第二圧力より大きく設定され、上記往復
    動部材の往復動する間に駆動部と被駆動部の間に位置す
    る室に流体圧を発生させる装置を設け、この室の流体圧
    をシール部材に作用する第一圧力より大きく設定し、往
    復動部材は、環状駆動部と、ヘッド部およびステム部を
    備えた被駆動部とを有し、ステム部の回りに環状部が延
    び、ヘッド部と空間壁との間にシール部材が配置され、
    駆動部と被駆動部との間に往復動部材が往復運動するこ
    とで過圧室が形成され、この過圧室は駆動部と被駆動部
    の間に設けた別のシール部材により第二流体から封止さ
    れ、さらに過圧室と第二流体を結ぶ通路が設けられ、こ
    の通路には駆動部と被駆動部のヘッド部との間で作用す
    る弾性偏位装置の偏位に抗して駆動部が被駆動部に対し
    て運動する間第二流体を過圧室に流す一方向バルブを配
    置したことを特徴とするシール装置。
  13. 【請求項13】駆動部と被駆動部とを有し空間内で往復
    動する部材と、この空間の壁面と往復動する部材の間を
    シールするシール部材と、上記往復動する部材を動かす
    ための作動装置とを有し、空間内に配置した往復動部材
    の一側には第一圧力が加わり、他側には第二圧力が加わ
    り、第一圧力は第二圧力より大きく設定され、上記往復
    動部材の往復動する間に駆動部と被駆動部との間に位置
    する室に流体圧を発生させる装置を設け、この室の流体
    圧をシール部材に作用する第一圧力より大きく設定し、
    往復動部材は、駆動部と駆動部と空間の壁面の間に配置
    され駆動部に作用するシール部材と被駆動部とを有し、
    この被駆動部は駆動部の環状部に形成された空所内に収
    容され、かつ弾性ダイヤフラムによって駆動部に結合さ
    れ、空所内に往復動部材の往復動により形成される過圧
    室を備え、この過圧室は別のシール部材によって第二流
    体に連なる空所から封止され、さらに過圧室と第二流体
    を結ぶ通路が設けられ、この通路には駆動部と被駆動部
    のヘッド部との間で作用する弾性偏位装置の偏位に抗し
    て駆動部が被駆動部に対して運動する間第二流体を過圧
    室に流す一方向バルブを配置したことを特徴とするシー
    ル装置。
  14. 【請求項14】往復動部材を動かす作動装置がリニアモ
    ータであり、リニアモータの一方の部材は往復動部材に
    設けられ、リニアモータの他方の部材は空間の壁に設け
    られたことを特徴とする請求項13記載のシール装置。
  15. 【請求項15】リニアモータの一方の部材が往復動部材
    に設けられコイル装置であることを特徴とする請求項14
    記載のシール装置。
JP63272862A 1987-10-30 1988-10-28 シール装置 Expired - Lifetime JPH0759945B2 (ja)

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EP (1) EP0314493B1 (ja)
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AT (1) ATE99028T1 (ja)
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